1、 单片机电子时钟设计毕业论文一. 题目：单片机电子时钟时钟二. 内容：设计一个数字时钟，显示范围为 00：00：0023：59：59。通过几个开关进行控制，其中开关 K1 用于切换时间设置（调节时钟）和时钟运行（正常运行）状态；开关 K2 用于切换修改时、分、秒数值；开关 K3 用于使相应数值加 1 调节；开关 K4 用于减 1 调节；开关 K5 用于设定闹钟，闹钟同样可以设定初值，并且设定好后到时间通过实验箱音频放出一段乐曲作为闹铃。选做增加项目：还可增加秒表功能（精确到 0.01s）或年月日设定功能。一、设计要求1、准确计时，以数字形式显示时、分、秒的时间。2、小时以 24 小时计时形式，
2、分秒计时为 60 进位。 3、校正时间功能,即能随意设定走时时间。4、闹钟功能，一旦走时到该时间，能以声或光的形式告警提示。5、设计 5V 直流电源，系统时钟电路、复位电路。 二、设计方案和论证本次设计时钟电路，使用了 ATC89C51 单片机芯片控制电路，单片机控制电路简单且省去了很多复杂的线路，使得电路简明易懂，使用键盘键上的按键来调整时钟的时、分、秒，用一扬声器来进行定时提醒，同时使用汇编语言程序来控制整个时钟显示，使得编程变得更容易，这样通过四个模块：键盘、芯片、扬声器、LED 显示即可满足设计要求。四电路及功能说明：电路图如图所示：图 A图 B图 C该数字钟是用一片 AT89C51A
3、 单片机通过编程去驱动 8 个数码管实现的。通过 6 个开关控制,从上到下 6 个开关KEY1KEY6 的功能分别为：KEY1,切换至秒表；KEY2,调节时间,每调一次时加 1；KEY3, 调节时间,每调一次分加1；KEY4, 从其它状态切换至时钟状态；KEY5, 切换至闹钟设置状态 ,也可以对秒表清零；KEY6,秒表暂停.控制键分别与 P1.0P1.5 口连接其中：A.通过 P2 口和 P3 口去控制数码管的显示如图所示 P2 口接数码管的 ag 端，是控制输出编码,P3 口接数码管的18 端,是控制动态扫描输出B.从 P0.0 输出一个信号使二极管发光，二极管在设置的闹钟时间到了时候发光，
4、若有乐曲可以去驱动扬声器实现。（图 A 是时钟运行状态，图 B 是闹钟运行状态，图 C 是秒表运行状态）功能说明：1 各个控制键的功能：可对时间进行校准调节（只能加） ；按下设置键数字时钟进入闹钟设置状态，设置闹钟的时间；时加、分加键是在校准时间时或设置闹钟时间对小时数或分钟数调节而设置的；按下秒切换键就可以进入秒表模式，同时秒表也开始计时，按下秒表暂停、复位键就暂停、归零，如果要重新对秒计时则可以按秒表开始、复位；清零键可以对闹钟清零。2 AT89C51 单片机，通过编写程序对数码显示进行控制。3 八个 7 段数码管显示时钟和秒表信号。三）硬件部分1、STC89C51 单片机介绍STC89C
5、51 单片机是由深圳宏晶公司代理销售的一款 MCU，是由美国设计生产的一种低电压、高性能 CMOS 8 位单片机，片内含 8kbytes 的可反复写的 FlashROM 和 128bytes的 RAM，2 个 16 位定时计数器 5。 STC89C51 单片机内部主要包括累加器 ACC(有时也简称为 A)、程序状态字 PSW、地址指示器 DPTR、只读存储器 ROM、随机存取存储器 RAM、寄存器、并行 I/O 接口P0P3、定时器/计数器、串行 I/O 接口以及定时控制逻辑电路等。这些部件通过内部总线联接起来，构成一个完整的微型计算机。其管脚图如图所示。STC89C51单片机管脚结构图VCC
6、：电源。GND：接地。P0 口：P0 口为一个 8 位漏级开路双向 I/O 口，每脚可吸收 8TTL 门电流。当 P1 口的管脚第一次写 1 时，被定义为高阻输入。P0 能够用于外部程 序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在 FIASH 编程时，P0 口作为原码输入口，当 FIASH 进行校验时，P0输出原码，此时 P0 外部必须被拉高。P1 口：P1 口是一个内部提供上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P1 口缓冲器能接收输出4TTL 门电流。P1 口管脚写入 1 后，被内部上拉为高，可用作 输入，P1 口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在 FLASH
7、编程和校验时，P1 口作为第八位地址接收。 P2 口：P2 口为一个内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P2 口缓冲器可接收，输出 4 个TTL 门电流，当 P2 口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻 拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2 口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2 口当用于外部程序存储器或 16 位地址外部数据存 储器进行存取时，P2 口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2 口输出其特殊功能寄存器 的内容。P2 口在 FLASH 编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3 口：P3
8、口管脚是 8 个带内部上拉电阻的双向 I/O 口，可接收输出 4 个 TTL 门电流。当 P3 口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3 口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。P3 口也可作为 AT89C51 的一些特殊功能口，如下表所示：口管脚 备选功能P3.0 RXD（串行输入口）P3.1 TXD（串行输出口）P3.2 /INT0（外部中断 0）P3.3 /INT1（外部中断 1）P3.4 T0（记时器 0 外部输入）P3.5 T1（记时器 1 外部输入）P3.6 /WR（外部数据存储器写选通）P3.7 /RD（外部数据存储器读选通）P3
9、 口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持 RST 脚两个机器周期的高电平时间。ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在 FLASH 编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE 端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的 1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器 时，将跳过一个 ALE 脉冲。如想禁止 ALE 的输出可在 SFR8EH 地址上置 0。此时， ALE 只有在执行 MOVX，MOVC 指令是 ALE 才起作用。另外，该引脚
10、被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态 ALE 禁止，置位无效。PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN 有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN 信号将不出现。EA/VPP：当/EA 保持低电平时，则在此期间外部程序存储（0000H-FFFFH） ，不管是否有内部程序存储器。注意加密方式 1 时， /EA 将内部锁定为 RESET；当/EA 端保持高电平时，此间内部程序存储器。在 FLASH 编程期间，此引脚也用于施加 12V 编程电源（VPP） 。2、上电按钮复位电路本设计采用上电按钮复位电路：首先经过上电复位，当按下按键时，
11、RST 直接与 VCC 相连，为高电平形成复位，同时电解电容被电路放电；按键松开时，VCC 对电容充电，充电电流在电阻上，RST 依然为高电平，仍然是复位，充电完成后，电容相当于开路，RST 为低电平，单片机芯片正常工作。其中电阻 R2 决定了电容充电的时间，R2 越大则充电时间长，复位信号从 VCC 回落到 0V 的时间也长。3、晶振电路本设计晶振电路采用 12M 的晶振。晶振的作用是给单片机正常工作提供稳定的时钟信号。单片机的晶振并不是只能用 12M，只要不超过 20M 就行，在准许的范围内，晶振越大，单片机运行越快，还有用 12M的就是好算时间，因为一个机器周期为 1/12 时钟周期，所
12、以这样用 12M 的话，一个时钟周期为 12us，那么定时器计一次数就是 1us 了，电容范围在 20-40pF 之间，这里连接的是 30pF 的电容。机器周期=10*晶振周期=12*系统时钟周期4.下载端口设计用到的 STC89C52 单片机芯片的 ISP 下载线是通过单片机的 TXD，RXD 引脚把程序烧进去的。管脚TXD 和 RXD 用于异步串行通信。其实 STC89C52 单片机的 ISP 下载线就是一个 max232 芯片连接 STC 和计算机的串行通信口。计算机把程序从九针串口送到 max232 芯片，电平转换后送进单片机的串行口，也就是TXD 和 RXD。然后单片机的串行模块把数
13、据送到程序区。2. 中断程序流程图1. 秒表中断程序流程图：2. 按键程序流程图：第一图为时钟和闹钟的调节.第二图为进入中断和清零七 程序清单：#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define delay_time 3uchar k,dat=0,0,0,0,0,0,0,0;uint tcount,t,u;uchar dat1=0,0,0,0,0,0,0,0;uchar dat2=0,0,0,0,0,0,0,0;uchar alarms=0,0,0,0,0,0,0,0;uchar dis_bit=0x80,0x
14、40,0x20,0x10,0x08,0x04,0x02,0x01;unsigned char code SEG711=0xC0,/*0*/0xF9,/*1*/0xA4,/*2*/0xB0,/*3*/0x99,/*4*/0x92,/*5*/0x82,/*6*/0xF8,/*7*/0x80,/*8*/0x90,/*9*/0xBF,/*-*/;sbit miaobiao1=P10;sbit tminute=P11;sbit thour=P12;sbit miaobiao2=P13;sbit alarm=P14;sbit P0_0=P00;sbit P1_5=P15;sbit P1_6=P16;sbi
15、t P1_7=P17;uchar ms=0;uchar flag=0;uchar sec=0;uchar minit=0;struct timeuchar second;uchar minute;uchar hour;time1;uchar n,i;void delay(n)while(n-)for(i=120;i0;i-); void modify(void)EA=0;if(thour=0) if(flag=0)dat16+;delay(180);if(dat169)dat16=0;dat17+;if(dat172)dat17=0;if(flag=1)alarms6+;delay(200);
16、if(alarms69)alarms6=0;alarms7+;if(alarms72)alarms7=0;dat6=alarms6;dat7=alarms7;if(tminute=0) if(flag=0)dat13+;delay(180);if(dat3=10)dat14+;dat13=0;if(dat145)dat14=0;if(flag=1)alarms3+; delay(200);if(alarms39)alarms4+;alarms3=0;if(alarms45)alarms4=0;dat3=alarms3;dat4=alarms4;if(miaobiao1=0)TR0=0;ET0=
17、0;TR1=1;ET1=1;if(miaobiao2=0) TR0=1;ET0=1;TR1=0;ET1=0;dat20=0;dat21=0;dat23=0;dat24=0;dat26=0;dat27=0;ms=0;sec=0;minit=0;if(P1_5=0)TR0=0;ET0=0;TR1=0;ET1=0; if(alarm=0)TR0=0;ET0=0;TR1=0;ET1=0;flag=1;dat0=0;dat1=0;dat2=10;dat3=0;dat4=0;dat5=10;dat6=0;dat7=0;EA=1;void init(void)TMOD = 0x11; TH0 = 0xDB;
18、TL0 =0xFF;TH1=0xDB;TL1=0xFF;ET0 = 1; /10msET1=1;/ TR1=1;TR0=1;tcount=0;ms=0;sec=0;minit=0;EA = 1;void test(void)for(k=0;k23)time1.hour=0; dat5=10;dat2=10;dat0=dat10;dat1=dat11;dat3=dat13;dat4=dat14;dat6=dat16;dat7=dat17;flag=0;P0=0x00;if(alarms7=dat17)ET0=1;void time_2(void)interrupt 3EA=0; TR0=0;TH
19、1=0xDB;TL1=0xFF;TR1=1;ms+;dat20=ms%10;dat21=ms/10;if(ms=100)ms=0;sec+;dat23=sec%10;dat24=sec/10;if(sec=60)sec=0;minit+;dat26=minit%10;dat27=minit/10;dat5=10;dat2=10;dat0=dat20;dat1=dat21;dat3=dat23;dat4=dat24;dat6=dat26;dat7=dat27;EA=1;八，设计总结做了两周的课程设计，有很多的心得体会，有关于单片机的，也有关于模电数电等基础科目的。单片机理论的学习是为课程的设计作
20、准备的，但有时学习的理论也解决不了实践中的问题。实践中获得的知识能让我对单片机的知识有更好的认识和理解。虽然这次的课程设计我参考了一些文献资料，没有做到创新，但在对程序的读写过程中我明白了许多。这次课程设计的最大收获是只有把理论用到实践中我们才能真正掌握好所学知识。九、参考文献1 谢自美电子线路设计实验测试M武汉：华中理工大学出版社，1992.2 何立民单片机应用系统设计M北京：北京航空航天大学出版社，1993.3 楼然笛单片机开发M北京：人民邮电出版社，1994.4 付家才单片机控制工程实践技术M北京：化学工业出版社 2004.3.5 李光才单片机课程设计实例指导M北京：北京航空航天大学出版社 2004.
